前十字靱帯 (ACL) 損傷は、すべての靱帯性膝損傷の 40% ～ 50% を占め、人間の膝のすべての靱帯の中で治癒率が最も悪いため、治療が最も困難でもあります。前十字靱帯は、その派生物とともに、人間の膝の回転運動および前方運動における安定化に関与しています。 ACL断裂による膝の不安定性は、膝の回旋および前外側の不安定性、半月板および軟骨の病変を引き起こし、最終的には変形性関節症（OA）を引き起こします。近年、スポーツ活動への関心の高まりにより、ACLを含む靱帯損傷が徐々に増加していることが科学的研究で指摘されています。

ACLの完全断裂または部分断裂のほとんどの場合、古典的な再建手術が推奨されます 。保守的で非手術的な方法として、一部の著者は、筋肉の強化とストレッチを含む固定化、リハビリテーション、固有受容トレーニング、生体整形外科的治療を提案しています。上で述べたように、ACL断裂に対する膝の再建手術は現在最も効果的であり、強く推奨される治療法です。最近の試験により、治療結果を改善するための多くの新しい術中技術が明らかになりました 。

ACL損傷の分類は、臨床所見および画像所見、または関節鏡検査による評価に依存する場合があります。構造的 ACL 損傷の分類は、以下によって決まります。(1) 完全断裂であるか、部分断裂であるか (前内側、後外側、またはその両方の断裂が細分化されている)。 (2) 近位、遠位、または線維内断裂。
(3) 単独または随伴する ACL 損傷 - 複数の靱帯損傷、半月板損傷、および骨軟骨損傷 。 Noyes は、完全 ACL 断裂を靱帯線維の 75% 以上が断裂しているものと定義しました 。また、ホンらは断裂したACL線維の割合に応じてACLの部分断裂を定義します。著者によれば、ACLの部分損傷は、断裂が50%未満であると定義されている 。 ACLの部分断裂の診断は依然として物議を醸しており、整形外科医にとっては困難です。部分断裂の発生率は 9% から 27% 以上の範囲です 。これまでのところ、ACL の部分断裂と完全断裂の定義の違いは不明です。 ACL断裂を手術所見に基づいて定義する人もいますが、臨床または画像評価に基づいて定義する人もいます。米国医師会は、ACL損傷を3度に分けています。1度および2度はACLの部分断裂として定義され、3度はACLの完全断裂として定義されています。

手術以外の治療方法として、一部の著者は、筋肉の強化とストレッチを含む固定化、リハビリテーション、および固有受容トレーニングを提案しています。 ACL断裂を生物学的に治療する試みは文献にありますが、実証済みの反復的で標準化された生物工学的方法はありません。手術以外の治療が失敗した場合、外科医は方法を手術技術に変更することがあります 。関節鏡視下再建法では、外科医は選択的な方法で治療オプションを決定します。術後の治療とリハビリには 6 ～ 9 か月かかります 。

ACL再建手術の対象となる患者は入院し、手術室で手術手順を実行する必要があります。術後の回復には数週間から数か月かかり、手術は優れた臨床結果を保証するものではありません。手術技術は、局所的または全体的な短期または長期の合併症を伴う場合があります。文献レビュー で ACLの自然治癒が認められた症例はありますが、ACL断裂治療のための、十分に文書化され、再現性があり、非常に効果的で、標準化された、手術を必要としない生体工学技術はありません。

研究では、成長ホルモン（ソマトトロピンとストロファンサス コム）を適切な用量で含む改良型 PRP 治療の有効性を評価しました。ソマトトロピンは組織に対する同化効果を高めますが、配糖体のグループに属する薬剤であるストロファンサス コムベはナトリウム - カリウム ポンプの作用を阻害します。この阻害により、細胞内のナトリウムとカルシウムの濃度が増加し、それによって細胞の膨圧が高まります。交感 -副交感神経系に対するグリコシドの作用は、損傷に応じて圧受容体を含む細胞受容体の感受性を高めることも証明されています 。細胞の膨圧と同化プロセスの増加により、細胞の記憶が直接活性化されます。正確に選択された注射部位とこの組み合わせにより、損傷した ACL の再生が始まります。この研究の主な目的は、外傷性膝損傷の病歴があり、超音波検査、磁気共鳴画像法（MRI）、およびナノスコピーなどの画像研究および臨床評価によって確認されたACL断裂の病歴があり、超音波検査、磁気共鳴画像法（MRI）、およびナノスコピー法によるナノ手術を受けた患者におけるACLの転帰を評価することであった。ヒト細胞記憶 (RP-hCM) を使用した、超音波ガイド下での修飾多血小板血漿 (PRP) の注入。さらに、研究の目的は、ACL断裂治療のこの新しい方法を客観化して標準化することでした。

臨床結果

ナノサージェリーと RP-hCM（ヒト細胞記憶） で治療された患者 (治療グループ) は、臨床評価において良好な、または非常に良好な転帰を示しました。 WOMAC、VAS、LKSスコアの中央値と膝の不安定性は、治療群で治療後12週間で有意に改善しました（p <0.001）
我々は、対照群と比較して治療群の評価パラメータにおいて有意に大きな改善が見られた( p <0.001)。

画像解析

治療グループでは、30 人の患者のうち 27 人 (90%) が MRI スキャンで正常な ACL 信号を示しました。患者 30 人中 17 人 (56.7%) にナノスコピーを実施したところ、治癒した ACL が明らかになりました。治療後の MRI スキャンによると、ナノスコピーで評価された患者の 1 人は、大腿骨顆に近位 ACL の足跡が認められましたが、元の部位よりも前方にありました。 NSBT処置後の30人の患者全員とPRP注射で治療を受けた2人の患者は自力で診察室を去った。 1人の患者は3日間続く一時的な痛みを経験しましたが、通常の日常生活には影響しませんでした。残りの 29 人の患者は治療後に苦情を報告しませんでした。ベースラインから平均10週間の追跡調査で、治療グループの27人の患者が、ラックマンテストとピボットシフトテストの結果に基づいて膝の安定性を示しました。治療後の対照 MRI 検査で 3 人の患者は、WOMAC、VAS、および LKS スケールがいくらか改善したにもかかわらず、非隣接 ACL を示しましたが、臨床検査では膝の不安定性は軽減されませんでした。治療グループでは、フォローアップ MRI で正常な連続組織による ACL の治癒が明らかになり、これはナノスコープの観察によって確認されました。指定された期間内に MRI スキャンを受けた治療群の患者の大部分は、介入から平均 3.4 か月 (範囲: 1 ～ 12 か月) の時点で正常な MRI スキャンを受けていました。
対照群では、患者は治療後の身体検査および動的超音波検査で膝の不安定性を示した。さらに、フォローアップ MRI では、ACL は隣接していないことがわかりました。対照群の分析により、身体検査による膝の不安定性は治療前後で同じレベルであることが明らかになりました。ただし、他の調査変数の分析では、いくつかの改善が示されました。これらの患者はACLの外科的再建のために紹介され、周術期の所見でACLが隣接していないことが確認された。
1 つを除く治療グループのすべての MRI 分析では、正常なシグナルを持つ健康で無傷の ACL が明らかになりました。

現在、ACLの手術による再建がゴールドスタンダードとなっていますが、この治療法には依然として多くのリスクと未知の要素が存在します。文献によれば、グラフト断裂の発生率は 3.2 ～ 11.1% の範囲にすぎません。たとえ再建手術が成功したとしても、術後の膝には多くの生体力学的変化があり、その結果内部インピンジメントが発生し、OA の進行を促進する可能性があります。また、外科手術における天然ACLと移植ACLの固有受容の違いも考慮する必要がある。

発表された研究は、ヒトのACL断裂を治療するための、新規で、手術を必要とせず、再現性があり、客観的で、十分に文書化され、標準化され、非常に効果的で迅速な回復方法を世界で初めて発表したものである。この方法は、Lysholm 膝スコアリング システムと超音波、MRI、臨床分析に基づいており、ナノ手術と生物工学技術を利用しています。この研究では、WOMAC、リショルム膝、VAS スコアを含む臨床分析と身体検査に基づいて、RP-hCM で治療された患者はベースラインとフォローアップの結果の間に有意な差を示しました。これらの臨床転帰も、治療群と対照群の間で大きく異なりました。超音波検査、MRI、ナノスコピー検査により、治療グループで良好な結果と非常に良好な結果が確認されました。生物工学、解剖学的、機能的アプローチを組み合わせたこの研究は、迅速な回復をもたらす非外科的ACL治療の非常に効果的で文書化された反復的かつ標準化された方法を初めて説明したものである。治療グループの長期追跡調査は注目に値します（中央値は54.5か月）。この処置は外来で局所麻酔下に行われます。入院の必要はなく、その日から日常生活に戻ることができます。この研究では、生物工学的処置後の回復にかかる時間は、年齢、損傷からベースラインまでの時間、および患者のリハビリテーションへの関与に依存することが示されました。重要なのは、治療グループの患者の1人がワールドスピードウェイファーストリーグの現役スピードウェイライダーであったことです。彼はシーズン半ばに負傷したが、機能的な欠陥はなく、8週間以内にフルパフォーマンスと競技に復帰した。断裂は、このスポーツにおいて最も重要で最も負荷のかかる構造である左膝で発生した。治療のおかげで、患者はシーズンを逃すことなく、スポーツキャリアを続けることができた。

最近では、生物工学的治療が外科的処置を最小限に抑え、患者の困難を軽減し、回復時間を最小限に抑える傾向にある自然な方法であることを証明する多くの試みが行われています。臨床研究および実験研究に基づいて、ACL の一次治癒能力は非常に低いことが報告されています 。 ACLの治癒を促進するための技術的および生物学的改善方法を調査する多くの研究が行われています。文献レビューでは、ACL 残存物には血管再生、増殖、自然治癒する能力があるという証拠があります。

独立した科学者らは、動物およびヒトのACL残存物のin vitroおよびin vivoモデルで、PRPが細胞性を大幅に高め、血管新生を増加させ、早期かつより組織化された靱帯充填を促進することを組織学的レベルで証明するとともに、ACLへの影響を示しました。​​​​​

ディロンらは、PRP がヒト ACL 細胞の生存率を高める効果があり、ACL 断裂の一次修復のための細胞増殖を促進することを in vitro 研究で報告しました。これは、ACL 組織生体工学的治療法における非常に重要な前進でした。ACL再生法の研究を科学的に検討した結果、血小板を含むフィブリン血餅が関節内腔で早期に溶解し、ACL再生の失敗につながった可能性があるという結論に達した。
マレーらは、ブタモデルにおける切断されたACL間の空間にPRPを取り込む治療法では、ACLの再生と治癒の証拠が示されなかったと報告した。しかし、小林らは、対照と比較して血管分布が増加することにより、イヌモデルにおけるACL線維の治癒が改善することを実証した。近藤らは、ウサギモデルの in vivo 研究で、4 ng のトランスフォーミング成長因子 β 1 の適用により、対照と比較した場合、前十字靱帯損傷群の再生が有意に促進されることを証明した 。
in vitro 研究における ACL 残存物に対する PRP の影響の組織学的証拠と、動物モデルの in vivo 研究における矛盾に関連して、一部の科学者は、コラーゲン足場とヒドロゲルを含む自己血小板を組み合わせることを提案しました。上記の結果に続いて、動物モデルでの研究では、コラーゲン足場と自己血小板を組み合わせることでACL修復結果が大幅に改善されたことが報告されました。同時に、フレミングら。ブタモデルにおいて、PRPを使用せずにコラーゲン足場のみを使用した場合、ACL断裂再生に有意な改善が見られなかったことを報告した。
ヒトでは、断裂したACLが自然に治癒した例が報告され、十分に裏付けられていますが、非手術的および生物学的方法で治療された患者の大部分では、治癒に失敗すると報告されています 。コスタパスらは、急性ACL断裂の患者14人を遡及的にレビューした。この研究の目的は、患者のACL完全断裂が特定のリハビリテーションプログラムや装具を使用せずに自然に治癒できるかどうか、そして患者がACLの自然治癒後に運動活動に戻ることができるかどうかを判断することでした。すべての患者は受傷前に運動活動を行っていました。全例で手術が必要となったが、延期された。平均 30 週間の臨床所見と MRI 所見に基づくと、10 人の患者が完全に治癒し、4 人がほぼ正常でした。ネガティブなピボットシフトテストでは、すべての膝が終点に戻りました。追跡調査時の MRI では、均一な信号を持つ端から端まで連続的な ACL が示されました。ローらは、 MRI 所見に基づく 1 年間の追跡調査で、ACL 断裂後の患者 19 人中 18 人が自然に治癒したことを文書化しました 。超音波検査は、表層組織だけでなく、ACL、PCL、膝関節の半月板などの深部の局所構造を確認するための非常に効果的なツールでもあります。提示された研究では、ACL への RP-hCM 摂取のコアポイントを決定する上で超音波検査が最も重要な役割を果たしています。

現在の文献の系統的レビューにおいて、Figueroa et al.  は、PRP注射がACL断裂の治療に重要であるかどうかの証拠を探していました。彼らは、11の研究で516人の患者（PRP注射によるACL手術再建を受けた患者266人、PRP注射なしの患者250人）を分析した。合計 6 件の研究で、有意な違いと移植片の成熟が速くなる傾向が示されました。ある研究では、比較した患者グループに違いは見られませんでした。ある研究でのトンネル治癒の評価では、PRP の使用に臨床的利点があったが、5 つのケースでは効果がなかった。結論として、ACL 移植片治癒を分析すると、PRP を適用した患者グループは、PRP 注射を行わなかった患者と比較して移植片治癒が速くなる傾向があるというより多くの証拠があります。 Dhillonらの研究で は、ヒト ACL 細胞の増殖特性に対する自己 PRP と PPP の両方の影響を評価しました。手術中にヒト ACL の残骸が採取され、ACL 細胞が分離、同定、培養され、6 つのグループに分けられました。異なる濃度の PRP (5% および 10%) および PPP を各グループに添加しました。細胞生存率は MTT およびアネキシン V アッセイによってアッセイされ、DNA 含有量はヨウ化プロピジウム染色およびフローサイトメトリーによって評価されました。培養細胞の分析の結果、PRP (5 または 10%) の添加により、11 ドナーサンプル中 4 件で ACL 細胞の生存率が増加し、11 件のドナーサンプル中 8 件で細胞増殖が促進されたことが示されました。 10% PRP の有効性の差は、5% PRP の有効性よりも有意に優れているわけではありません。結論として、Dhillon は、PRP が ACL 細胞の生存率を高め、ACL 断裂の一次修復のための細胞増殖を促進する効果がある可能性があることを強調しています。ディロン氏は、PRP摂取がACL移植片の成熟を促進する良いツールであるという証拠があることを証明した。一方で、トンネルグラフトの治癒において PRP を使用する利点を示す証拠はありません。

クックらは、イヌモデルを使用して、前十字靱帯治癒、半月板治癒、および OA の進行に対する、生理食塩水注射と比較した、白血球減少 PRP 自家調整血漿 (ACP) の複数回の関節内注射の効果を測定しました。 12頭の犬にACLの部分切断と片膝の半月板解放を行った。 6 か月後、犬の ACL の材質特性と組織病理学を評価しました。 PRP-ACP 治療グループでは、ACL の組織病理学は、生理食塩水治療膝と比較して有意に ( p < 0.05) 軽度でした。 ACP で治療された膝には、ACL 修復の証拠と、それほど重度ではない滑膜炎が示されました。クックら は、犬の膝モデルに白血球減少 PRP 注射を複数回使用すると、ACL の組織病理学的治癒が大幅に改善されたことを証明しました。対照群は膝を生理食塩水で処理した犬でした。また、関節鏡検査による評価では、生理食塩水で治療したグループと比較して、複数回の PRP 注射後の膝が正常に近かったことがわかりました。臨床評価では、複数回の PRP 注射 (平均 5 回) により治癒が強化され、可動域が改善され、滲出液、痛み、四肢の機能不全が軽減されます 。

ボジンスキーらは、彼らの研究で、急性ACL損傷のために目的飼育された猟犬の膝関節へのPRP単回注射が、標準治療群や休薬群と比較してより良い臨床効果をもたらすかどうかを調査した。 27頭の目的のために飼育された研究猟犬が膝の手術を受けた。犬は、標準治療（すなわち、休息および非ステロイド性抗炎症薬[NSAID]）、ウォッシュアウト、または白血球減少型PRP治療の3つの治療グループに無作為に分けられました。すべてのグループは、その後 8 週間にわたって評価されました。臨床評価および関節鏡検査による評価に基づいて、PRP グループで ACL 治癒における最大の利点が見出されました。
マガリアンらは、彼らの研究で、PRPによる刺激に対するヒトACL線維芽細胞の反応に年齢依存性があるかどうかを調べた。創傷治癒の 3 つの基本パラメータ、すなわち細胞遊走、細胞増殖、および足場収縮が決定されました。遊走と増殖は未成熟細胞の方が有意に高かったが、創傷の収縮には差は見られなかった。検索結果では、ACL再生に関しては未熟なPRP患者が青年よりも良好な反応を示すことが示され、これはACL組織生物工学における重要な前進となった。コッホらは、平均 33 か月の追跡調査における臨床的および機能的評価に基づいて、術中の靱帯内 ACP 摂取が良好から優れた結果をもたらすことを示しました。

最近、セイジャスらは、術中処置中に PRP 摂取で治療した部分的な ACL 断裂における非常に良好な臨床転帰を明らかにしました。 19人のサッカー選手のグループのうち、スポーツに復帰できなかったのは1人だけだった。回復グループでは、3 人の患者が平均 12 週間でスポーツに復帰し、他の 10 人の患者は平均 16 週間でスポーツに復帰しました。
センテノら は、症候性ACL断裂患者への自家骨髄濃縮物および血小板製剤の経皮注射を提案した。注射は、針の配置をガイドするために蛍光透視法を使用して実行されました。数値疼痛スケール、下肢機能スケール、国際膝文書作成委員会のフォーム、および MRI 検査分析を使用した治療前および治療後の評価に基づくと、治療前と治療後の患者グループでは治療結果が大きく異なりました。リー・バーセルらは、実験方法論の研究において、ACL組織残存物から単離したヒト細胞を、培養中で増殖させた運動馴化血清と組み合わせて、人工ヒト靱帯のプラットフォームを形成するために使用できるというアプローチを提示した。著者らによって提示された組織工学モデルは、この研究における解剖学的および臨床研究上の疑問を調査するために使用されました。

コッホらは、ACLへのACP注射について良好かつ優れた治療結果を示し、研究結果は主にMRI追跡検査なしの臨床評価によって定義され、すべての入院は術中処置中に行われた。センテノら生物学的薬剤をACL残存物に注入する経皮的処置を最初に提案した。しかし、この方法は標準化されておらず、研究の著者は結論として、MRI検査のすべての変化はACLの治癒ではなく瘢痕組織形成の結果である可能性があると述べました。骨髄濃縮物 (BMC) の生物学的投与は 4 回繰り返され、PRP 治療は 24 か月間にわたって 8 回施されました。解剖学的区画により断裂した内側側副靱帯に PRP を摂取すると、コラーゲン生成の増殖期が起こり、強度と機能の再構築と回復が起こります。断裂したACLでは、自然な区画がない解剖学的位置のためPRPの使用が困難であり、そのため血栓形成が開始されず、その後の治癒も起こらないため、修復手順は効果的ではありません。関節内 ACL は、創傷部位の組織架橋が欠如しているため治癒しません 。
マレーら は、ACL再建の代替案を提案した。それは、靱帯の治癒を促進するために術中処置においてACL断端の間に配置される特定の細胞外マトリックス足場を用いたACL治癒の手術法である。研究者らによると、多くの患者は前十字靭帯再建後12か月までにスポーツ参加の受傷前のレベルに戻ることができないという。さらなる研究と臨床結果により、提示された方法であるブリッジ強化前十字靱帯修復術は、自家移植による前十字靱帯再建術と比較した場合、患者報告による非劣性の転帰を有することが証明されました。

手術の必要がなく、移植片の摂取も必要ないため、痛みのレベルの低下やハムストリングと大腿四頭筋の筋力の増加などの臨床転帰に違いが生じますが、これはNSBT法で重要です。臨床現場で ACL 損傷に対する NSBT 治療を使用すると、手術による治療に比べて患者の回復時間が大幅に短縮されます。将来的には、NSBT 治療により再建手術の割合が大幅に減少し、入院や手術方法に関連するすべての危険因子も減少する可能性があります。

この新しい非外科的方法は、再現性があり、客観的で、十分に文書化され、標準化されており、ACL断裂の治療に非常に効果的であることが示され、患者に迅速な回復をもたらします。重要なのは、ACL断裂患者におけるNSBT適用で良好な結果を達成するには、臨床医は臨床評価、画像研究、および超音波検査に基づくナノ手術手順に基づいた患者登録のガイドラインに厳密に従わなければならないことです。この研究の結果は、ACL断裂患者の新たな治療における画期的な進歩となる可能性がある。

まとめ

前十字靱帯 (ACL) 断裂は、膝の靱帯損傷全体の 40% ～ 50% を占めます。 ACL破裂患者のほとんどは外科的治療を受けます。現在、ACL断裂の治療のための、客観的で、十分に文書化され、再現性があり、標準化された非外科的方法はありません。この研究は、ACL断裂に対して新しいナノサージェリーおよびバイオエンジニアリング治療（NSBT）を受けた患者におけるACLの転帰を調査することを目的としていました。
WOMAC、VAS、LKS スコアの中央値と膝の不安定性は、治療グループの処置後 12 週間で有意に改善しました ( p < 0.001)。我々は、対照群と比較して治療群の評価パラメータにおいて有意に大きな改善が見られた（p < 0.001）。治療グループでは、すべての患者が良好および非常に良好な臨床転帰を示し、患者の 90% は追跡 MRI スキャンで正常な ACL 信号を示しました。
対照群では、身体検査の結果、治療後の膝の安定性に変化は見られませんでした。
この研究は、NSBT で治療された ACL 断裂患者の患者経験と回復期間に有意な差があることを示しました。この新しい非外科的方法は再現性があり、客観的で、十分に文書化されており、標準化されており、非常に効果的であることが示されました。